Centimorgan

Centimorgan (skraćeno cM) ili mapna jedinica – u genetici – je jedinica mjere genetičkog vezanja među posmatranim genima. Tumači (definira) se kao udaljenost između hromosomskih mjesta (zvanih genski lokusi ili markeri) za koje se očekuje prosječni broj međusobnih hromosomskih crossing-overa u jednoj generaciji u iznosu od 0,1, odnosno 1%. Često se koristi za donošenje zaključaka o udaljenost lokusa duž hromosoma, pri čemu treba znati da to nije prava fizička udaljenost između njih.

Odnosi sa fizičkom udaljenošću

Broj baznih parova na koje se odnosi mijenjanje širom genoma (različita područja hromosoma imaju različite sklonosti prema crossing-overu), što također zavisi od toga gdje se u mejozi javlja crossing-over, odnosno da li je to u oogenezi (nastanak ženske spolne ćelije) ili spermatogenezi (nastanka muških gameta).

Kod čovjeka, jedan centimorgan u prosjeku približno je jednak je 1,000.000 baznih parova. Odnos je samo gruba procjena fizičke udaljenosti na hromosomu, a centimorgan odstupa od mjesta do mjesta u genomu, a također odstupa između muškaraca i žena zavisno od rekombinacije tokom nastanka gameta. Međutim, kod žena je znatno češći nego u muškaraca. Morton et al. izračunali su da je ženski genom dug 4.782 centimorgana, dok je muški dug samo 2.809 centimorgana. Plasmodium falciparum ima prosječnu rekombinacijsku distancu od ~15 kb po centimorganu: markeri koji su odvojeni za 15 kb DNK (15.000 nukleotida) imaju očekivanu stopu hromosomskih rekombinacija od oko 0,1 po generaciji. Treba imati na umu i nesintetske gene (geni na različitim prirodnim hromosomima) koji su nasljedno nepovezani, a centimorganske udaljenosti između njih nemaju nikakvog značenja.

Vjerovatnoća rekombinacija

Zbog toga što se genetička rekombinacija između dva markera otkriva samo ako postoji neparan broj hromosomskih "crossing-overa" između dva markera, udaljenost i centimorgani ne odgovaraju sasvim vjerovatnoći genetske rekombinacije. Pod pretpostavkom funkcije Haldanove mape, gdje je broj hromosomskih "crossing-overa" u skladu sa Poisonovom distribucijom, genetska distanca u d centimorganima vodit će ka neparnom broju hromosomskih "crossing-overa", a time i otkriti genetske rekombinacije, uz vjerovatnoću:

$\Pr[{\text{recombination}}|{\text{linkage of }}d{\text{ cM}}]=\sum _{k=0}^{\infty }\Pr[2k+1{\text{ crossovers}}|{\text{linkage of }}d{\text{ cM}}]$

${}=\sum _{k=0}^{\infty }e^{-d/100}{\frac {(d/100)^{2\,k+1}}{(2\,k+1)!}}=e^{-d/100}\sinh(d/100)={\frac {1-e^{-2d/100}}{2}}\,,$,

gdje;

• sinh = hiperbolična sinusna funkcija. Vjerovatnoća rekombinacija je približna
• d/100 = za male veličine d i približava se ka 50%, kako se d približava beskonačnosti.

Formula se može obrnuti, tako da je udaljenost u centimorganima kao funkcija vjerovatnoće rekombinacije:

$d=50\ln \left({\frac {1}{1-2\Pr[{\text{recombination}}]}}\right)\,.$

Etimologija

Centimorgan je dobio ime u čast genetičara Thomasa Hunta Morgana od njegovog studenta Alfreda Henryja Sturtevanta. Osnovna jedinica učestalosti rekombinacija: morgan koji sadrži 100 centimorgana, ali se danas rijetko koristi.

Također pogledajte

• Genetička mapa
• Vezani geni

Reference

Dopunska literatura

• Su X; Ferdig, MT; Huang, Y; Huynh, CQ; Liu, A; You, J; Wootton, JC; Wellems, TE (novembar 1999). "A genetic map and recombination parameters of the human malaria parasite Plasmodium falciparum". Science. 286 (5443): 1351–3. doi:10.1126/science.286.5443.1351. PMID 10558988.